Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
1 · Predviđanje
Gledajući ravno dolje u vodu iz zraka, objekt na dnu izgleda pliže od svoje stvarne dubine. Skalira li se ovaj učinak prividne dubine izravno razmjerno sa stvarnom dubinom?
- Da — prividna dubina uvijek je fiksni udio stvarne dubine, određen omjerom dvaju indeksa loma.
- Prividna dubina ostaje ista bez obzira na stvarnu dubinu.
- Nema jednostavnog odnosa između stvarne i prividne dubine.
2 · Postava
- Otvori postav apparent-depth i pritisni Resetiraj. Indeks vode fiksiran je na n₁ = 1.33 (gledajući prema van u zrak, n₂ = 1.0).
- Omogući očitanje prividne dubine.
- Postavi stvarnu dubinu za svaki pokušaj i zabilježi prividnu dubinu.
3 · Prikupljanje podataka
| Stvarna dubina d_o (cm) | Prividna dubina d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Nacrtaj prividnu dubinu d_i (y-os) naspram stvarne dubine d_o (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac kroz ishodište?
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj d_i = −d_o·(n₂/n₁) koristeći n₁ = 1.33, n₂ = 1.0. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto gledanje iz gušćeg sredstva (voda) u rjeđe (zrak) uvijek čini objekte bližima (pližima) nego što stvarno jesu — omjer n₂/n₁ ovdje je manji od 1.
5 · Proširenje
- Kad bi bio pod vodom gledajući GORE na nešto u zraku iznad površine, omjer bi se preokrenuo (n₁ = 1.0, n₂ = 1.33 iz vodene strane), čineći stvari daljima/dubljima nego što stvarno jesu. Objasni zašto smjer gledanja kroz granicu ima značaja.
- Netko tko lovi ribu kopljem mora ciljati ispod mjesta gdje riba vizualno izgleda, zbog ovog učinka prividne dubine (zapravo prividnog položaja). Objasni, koristeći svoje podatke, zašto riba koja izgleda 1 m duboko može stvarno biti znatno dublje.
Fizika iza ovog pokusa
Prividna dubina (paraksijalna aproksimacija)
Gledajući gotovo ravno dolje kroz ravnu granicu, prividna dubina objekta skalira se omjerom indeksa loma: d_apparent = d_true·(n_viewing/n_object). Gledanje iz gušćeg u rjeđe (poput vode prema zraku) čini objekte pližima.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Totalna refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku
- Prizma savija svjetlost: kut otklona